Рабочая программа дисциплины Основы теоретической физики (стр. 2 )

ТЕМА 3.7. Магнитный момент орбитального движения электронов. Спектры щелочных металлов. Спин электрона. Опыт Штерна-Герлаха. Опыт Эйнштейна-де-Гааз. Полный механический момент электрона в атоме. Множитель Ланде. Эффект Штарка. Эффект Зеемана в сильном магнитном поле. Эффект Зеемана в слабом магнитном поле. Принцип тождественности частиц. Принцип Паули. Периодический закон Менделеева. Таблица элементов Менделеева. Атом гелия. Обменная энергия. Природа химической связи. Молекула водорода.

Раздел 4. Статистическая физика и термодинамика. Физика атомного ядра и элементарных частиц

ТЕМА 4.1. Некоторые формулы статистической физики. Системы многих частиц. Динамический и статистический методы в физике. Феноменологическая термодинамика и статистическая физика.

Макроскопическая система, ее микро - и макросостояния. Средние по времени. Статистический ансамбль, функ­ция распределения. Термодинамические величины как средние по ансамблю. Понятие о флуктуациях и их оценка в макроскопических системах. Теорема Лиувилля. Экспоненциальный характер функции распределения, ее зависимость от полной энергии системы. Классическая и квантовая статистики. Классический и квантовый способы описания микросостояний. Энергия гармонического осциллятора. Фазовая ячейка. Число квантовых состояний. Вырожденные состояния. Равновесные и неравновесные макросостояния. Микроканоническое и каноническое распределение Гиббса. Статистическая температура.

ТЕМА 4.2. Статистическое обоснование законов термодинамики. Применение первого закона термодинамики к анализу основных термодинамических процессов. Теплоемкость. Политропические процессы. Обратимые и необратимые процессы. Второй закон термодинамики. Основное термодинамическое неравенство. Связь термического и калорического уравнений состояния. Термодинамические функции (потенциалы): внутренняя энергия, свободная энергия, энтальпия, термодинамический потенциал Гиббса, химический потенциал.

ТЕМА 4.3. Экстремальные значения термодинамических потенциалов для незамкнутых систем. Общие условия термодинамического равновесия гетерогенной системы. Фазовые переходы 1 рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Фазовые переходы 2 рода. Уравнения Эренфеста.

ТЕМА 4.4. Классическое каноническое распределение Гиббса. Получение термодинамических соотношений с помощью интеграла состояний. Распределение Максвелла-Больцмана. Распределение Максвелла.

ТЕМА 4.5. Характерные скорости при максвелловском распределении. Распределение Больцмана. Барометрическая формула для изотермической атмосферы. Статистика идеального газа. Классическое каноническое распределение Гиббса. Теорема о равномерном распределении кинетической энергии по степеням свободы. Классическая теория теплоемкостей идеального газа и кристаллов. Квантовая теория теплоемкостей двухатомного идеального газа. Характеристические температуры.

ТЕМА 4.6. Квазиклассическое распределение Максвелла-Больцмана. Распределение Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака. Условие вырождения. Модель свободных электронов в металле как вырожденный Ферми-газ и его теплоемкость. Явление конденсации в вырожденном Бозе-газе. Равновесный фотонный газ. Формула Планка. Законы излучения абсолютно черного тела.

ТЕМА 4.7. Флуктуации и их количественная характеристика. Формула Эйнштейна для вероятности флуктуаций и ее гауссовский характер. Вероятность флуктуаций для системы в термостате. Флуктуации основных термодинамических величин: флуктуации объема и плотности при постоянной температуре, флуктуации температуры при постоянном объеме. Флуктуационный предел чувствительности измерительных приборов. Рассеяние света на флуктуациях плотности, голубой цвет неба, критическая опалесценция, броуновское движение, формула Эйнштейна-Смолуховского.

ТЕМА 4.8. Функция распределения неравновесного макросостояния. Кинетическое уравнение Больцмана.

ТЕМА 4.9. Масштабные уровни микромира. Типы фундаментальных взаимодействий и их свойства.

Постановка опытов по рассеянию, классификация процессов рассеяния, распады. Вероятности распадов, основной закон распадных процессов. Источники и современные детекторы частиц. Установки со встречными пучками.

Состав ядра, его заряд и массовое число. Нуклон понятие изоспина. Масса, энергия связи и удельная энергия связи ядер. Спин. Электромагнитные моменты ядер. Форма и размеры ядер, методы их измерений. Ядерные модели. Капельная модель ядра. Полуэмпирическая формула для энергии ядра. Модель ядерных оболочек, магические числа.

ТЕМА 4.10. Зарядовая симметрия и зарядовая независимость ядерных сил, понятие об изоспиновой инвариантности. Насыщение ядерных сил. Обменный характер ядерного взаимодействия, пионы и их свойства.

ТЕМА 4.11. Радиоактивность, типы радиоактивных превращений. Механизмы альфа-распада и бета-распада. Нейтрино, его свойства. Типы нейтрино. Механизм гамма-излучения ядер. Ядерные реакции. Прямые процессы и реакции через составное ядро, резонансные процессы. Вынужденное и спонтанное деление ядер. Деление тяжелых ядер под действие нейтронов, цепная реакция. Ядерные реакторы. Реакции синтеза, условия их осуществления. Критерий Лоусона, проблема управляемого термоядерного синтеза. Понятие элементарной частицы. Характеристики частиц (масса, спин, четность, время жизни, электрический заряд, лептонный и барионный заряд, изоспин и его проекция, странность, очарование). Взаимопревращения частиц. Законы сохранения. Адроны как составные частицы. Кварки, их характеристики. Кварковый состав мезонов и барионов. Фундаментальные частицы – лептоны, кварки и переносчики взаимодействия. Обменный механизм фундаментальных взаимодействий. Электромагнитное взаимодействие и фотон. Кварк-глюонная модель сильного взаимодействия. Природа слабого взаимодействия, промежуточные бозоны. Понятие об единых теориях взаимодействия. Проблема "Великого объединения".

Тематика практических занятий

Классическая механика

1.  Математический аппарат классической механики

2.  Кинематика поступательного движения

3.  Кинематика вращательного движения

4.  Сложные движения точки и твердого тела

5.  Дифференциальные уравнения движения

6.  Законы сохранения энергии, импульса и момента импульса механической системы

7.  Теорема об изменении количества движения материальной точки

8.  Теорема об изменении момента количества движения материальной точки

9.  Работа и мощность. Теорема об изменении кинетической энергии.

10.  Колебательное движение

11.  Движение тел переменной массы

12.  Геометрия масс. Моменты инерции тел

13.  Принцип возможных перемещений.

14.  Принцип наименьшего действия

15.  Уравнения Лагранжа второго рода

16.  Кинематика СТО

17.  Динамика в СТО

18.  Контрольная работа

Электродинамика

1. Элементы векторного анализа (дифференциальные операции).

2. Элементы векторного анализа (интегральные операции).

3. Закон Гаусса (интегральная форма).

4. Закон Гаусса (дифференциальная форма).

5. Потенциал. Уравнение Пуассона.

6. Метод электрических изображений.

7. Электростатическое поле в вакууме.

8. Закон полного тока.

9. Закон Био-Савара.

11. Векторный потенциал магнитного поля.

12. Уравнения Максвелла.

13. Квазистационарное электромагнитное поле.

14. Электромагнитное поле в вакууме.

15. Прохождение электромагнитной волной границы раздела сред.

16. Излучение электромагнитных волн.

17. Релятивистская формулировка электродинамики.

18. Контрольная работа.

Квантовая механика

1.  Линейные самосопряженные операторы и их свойства.

2.  Операторы основных физических величин.

3.  Собственные функции линейных самосопряженных операторов.

4.  Уравнение Шредингера. Одномерные задачи

5.  Прохождение частицей потенциальных барьеров

6.  Туннельный эффект.

7.  Принцип суперпозиции.

8.  Угловые волновые функции водородоподобного атома.

9.  Радиальные волновые функции водородоподобного атома.

10.  Структура водородоподобного атома.

11.  Расчет характеристик водородоподобных атомов.

12.  Контрольная работа.

Статистическая физика.

1.  Элементы теории вероятностей.

2.  Уравнение состояния.

3.  Первое начало термодинамики.

4.  Энтропия, второе начало термодинамики.

5.  Распределение Максвелла.

6.  Распределение Больцмана.

7.  Кинетические явления в кристаллах.

8.  Атомный и ядерный уровни.

9.  Строение атомного ядра.

10.  Радиоактивность.

11.  Ядерные реакции.

12.  Элементарные частицы.

5. Образовательные технологии

В соответствии с требованиями ФГОС ВПО реализация компетентностного подхода предусматривает широкое использование в учебном процессе образовательных технологий использующих активные и интерактивные формы проведения занятий.

1. Технология традиционного обучения при проведении информационных и проблемных лекций, семинарских занятий с целью углубленного изучения вопросов дисциплины, практических заданий с использованием системы заданий: заданий-наблюдений, творческих, учебно-тренировочных. (Тема 1.1 Введение. Механика; Тема 1.2. Кинематика; Тема 1.7. Основы динамики твердого тела; Тема 2.1. Введение. Электродинамика; Тема 2.3. Уравнения Максвелла; Тема 2.6. Стационарное магнитное поле в вакууме; Тема 2.8. Электромагнитные волны. Общие свойства электромагнитного поля в веществе; Тема 2.10. Релятивистская формулировка электродинамики; Тема 3.1. Введение. Квантовая механика; Тема 3.3 Состояния и наблюдаемые в квантовой механике; Тема 3.6. Движение в центрально-симметричном поле; Тема 4.1. Введение. Основные положения статистической физики; Тема 4.3. Равновесие фаз и фазовые переходы; Тема 4.6. Квантовые статистики идеального газа; Тема 4.9. Введение. Методы исследования в ядерной физике. Свойства атомных ядер).

2. Технология сотрудничества с использованием работы в парах постоянного и переменного состава при проведении практических занятий. (Тема 1.3 Основания ньютоновой механики; Тема 1.6. Основы аналитической механики; Тема 1.9. Релятивистская механика; Тема 2.5. Электростатическое поле в вакууме; Тема 2.7. Квазистационарное электромагнитное поле; Тема 2.9. Излучение электромагнитных волн; Тема 3.5. Одномерное движение; Тема 3.7. Спин электрона, атомы во внешних полях. Системы тождественных частиц. Многоэлектронные атомы; Тема 4.5. Распределение Гиббса. Основные применения распределения Гиббса; Тема 4.7. Элементы теории флуктуаций; Тема 4.10. Ядерные силы и их основные свойства).

4. Тестовые технологии при проведении промежуточного контроля знаний и умений учащихся с использованием компьютерных технологий. (Тема 1.4. Динамика частицы. Динамика системы частиц; Тема 1.5. Некоторые задачи классической механики; Тема 1.8. Основные принципы СТО; Тема 2.2. Основные понятия классической электродинамики; Тема 2.4. Электромагнитное поле в вакууме; Тема 3.2. Особенности свойств микрообъектов; Тема 3.4. Динамические уравнения и законы сохранения; Тема 4.2. Статистическая термодинамика; Тема 4.4. Статистическое распределение системы в термостате; Тема 4.8. Основы теории неравновесных процессов; Тема 4.11. Ядерные превращения. Элементарные частицы).

Занятия, проводимые в интерактивной форме, в том числе с использованием интерактивных технологий, составляют 25 % от общего количества аудиторных занятий.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,

промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

6.1. Организация самостоятельной работы студентов

Самостоятельная работа студентов при изучении дисциплины «Основы теоретической физики» предполагает следующие формы: подготовка к аудиторным занятиям. Подготовка к аудиторным занятиям включает в себя изучение учебной, учебно-методической, научной литературы и конспектов лекций по данной теме (разделу) с целью формирования теоретических представлений по изучаемой проблеме; изучения методики проведения экспериментального исследования, компьютерного моделирования, технологии расчета по данной теме (пункт 7 программы).

2. Выполнение индивидуального проекта заключается в решении комплекта задач, в соответствии с вариантом. Проекты выполняется в отдельной тетради, на обложке которой указывается факультет, фамилия и инициалы студента, а также номер варианта.

При оформлении проектов необходимо выполнять следующие правила:

1.  в тетради оставляются поля шириной 4-5 см для замечаний преподавателя;

2.  текст условия задачи полностью переписывается из задачника;

3.  все чертежи выполняются с помощью карандаша, линейки и циркуля; не допускается выполнение чертежей "от руки";

4.  чертежи должны сопровождать решение задачи, даже если они в задачнике не приводятся;

5.  на чертежах указываются все необходимые размеры и все векторы, упоминаемые в решении задачи; векторы могут изображаться цветными карандашами;

6.  решение задачи аргументируется ссылками на определения, аксиомы или теоремы;

7.  решение вначале производится в общем виде, затем в окончательные результаты подставляются числовые значения; следует обратить внимание на четкость изображения всех буквенных символов, как на чертежах, так и при вычислениях.

Если после проверки преподавателем какие-либо задачи проекта окажутся не зачтенными, то все исправления следует производить в той же тетради на чистых или вклеенных листах, озаглавленных "Работа над ошибками". Каждый проект должен быть защищен студентом «очно»; в процессе защиты ему предлагаются вопросы, относящиеся к представленному им решению задач; студенту может быть предложено самостоятельно решить фрагмент задачи по одной из тем защищаемого проекта.

Содержание заданий определяется преподавателем с учетом дифференцированного и личностно-ориентированного подходов.

Контроль качества и объема выполненных заданий осуществляется во время аудиторного занятия в форме собеседования и/или тестирования (компьютерное или бланковое)

№ недели	Наименование тем	Задание	Кол-во часов
5 семестр 1-18	Раздел 1. Классическая механика, СТО	90
1,2	Тема 1.1. Введение. Математический аппарат классической механики	Решить задачи №2, №3 с.5 из [26] Подготовка к коллоквиуму: гл.1 с. 9-19 из [7] Подготовка мини-проекта: Тензоры в евклидовом пространстве	4 2 4
3,4	Тема 1.2. Кинематика	Решить задачи №4, №5,№6 с. 7 из [26] Подготовка к коллоквиуму: гл.1 с. 19-24 из [7] Подготовка мини-проекта: Скорость и ускорение в цилиндрических координатах	4 2 4
5,6	Тема 1.3 Основания ньютоновой механики	Решить задачи №3, №4 с.-11 из [26] Подготовка к коллоквиуму: гл.1 с. 25-29 из [7] Подготовка мини-проекта: Приближение внешнего поля	4 2 2
7,8	Тема 1.4. Динамика частицы. Динамика системы частиц	Решить задачи №2,№3 с. 15 из [26] Подготовка к коллоквиуму: гл.1 с. 29-35 из [7] Подготовка мини-проекта: теорема Вириала	4 2 4
9,10	Тема 1.5. Некоторые задачи классической механики	Решить задачи №1, №2 с. 18 из [26] Подготовка к коллоквиуму: гл.1 с. 40-51, гл. 4 с. 136-161 из [7] Подготовка мини-проекта: Алгоритм решения задач Кеплера	4 2 4
11,12	Тема 1.6. Основы аналитической механики	Решить задачи №5, №6 с. 19 из [26] Подготовка к коллоквиуму: гл.1 с. 51-60 из [7] Подготовка мини-проекта: Движение системы во внешнем поле	4 2 4
13,14	Тема 1.7. Основы динамики твердого тела	Решить задачи №2, №3 с.20 из [26] Подготовка к коллоквиуму: гл.5 с. 198-220 из [7] Подготовка мини-проекта: Уравнения Эйлера	4 2 2
15.16	Тема 1.8. Основные принципы СТО	Решить задачи № 000, 131 c. 283из [1] Подготовка к коллоквиуму: гл.7 с. 357-370 из [7] Подготовка мини-проекта: Уравнение Гамильтона-Якоби	4 2 4
17,18	Тема 1.9. Релятивистская механика	Решить задачи №46-48 с.15-16 из [15] Подготовка к коллоквиуму: гл.7 с. 370-381 из [7] Подготовка мини-проекта: Теория возмущений в классической электродинамике	4 2 2
18	Контрольная работа	Подготовка к контрольной работе: решить задачи №6-8 с.21 из [22]	2
6 семестр 1-18	Раздел 2. Классическая электродинамика	72
1	Тема 2.1. Введение. Математический аппарат классической электродинамики	Изучить гл.1, §1, с.8 из [4]. Записать основные понятия из §1, с.8 из [4]. Решить задачи №12, №13, №22 из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 1 1
2	Тема 2.2. Основные понятия классической электродинамики	Изучить и законспектировать гл.1, §1, с.12-14 из [4] Решить задачи №8, №9 с. 21 из [1]. Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 1 1
3-5	Тема 2.3. Уравнения Максвелла	Изучить гл.1, §2, с.18-32 из [4]. Знать все величины, входящие в уравнение Максвелла Решить задачи № 91, №93 из [1] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	6 2 4
6-8	Тема 2.4. Электромагнитное поле в вакууме	Изучить гл.1, §3, с.34-40 из [4] Решить задачи №30, №31 из [1] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	6 2 4
9-11	Тема 2.5. Электростатическое поле в вакууме	Изучить гл.2, §6 с.68-75 из [4] Решить задачи №28-30 с 57 из [1] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	6 2 4
12,13	Тема 2.6. Стационарное магнитное поле в вакууме	Изучить гл.2, §8 с. 87-92 из [4] Решить задачи №64, №65 с.130-137. № 000, № 000 с. 150 из [1] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	4 2 2
14	Тема 2.7. Квазистационарное электромагнитное поле	Изучить гл.8, §21 с.219-222 из [4] Решить задачи №85, №86 с. 178 из [1], №81, №84 с.50 из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 1 1
15	Тема 2.8. Электромагнитные волны. Общие свойства электромагнитного поля в веществе	Изучить гл.9, §23 с.233-239 из [4] Решить задачи №95, №96 с. 192 из [1] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 1 1
16	Тема 2.9. Излучение электромагнитных волн	Изучить гл.3, §10 с.108-119 из [4] Решить задачи № 000, № 000 из [1] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 1 1
17,18	Тема 2.10. Релятивистская формулировка электродинамики	Изучить гл.4, §12 с.131-135 из [4] Решить задачи № 000, № 000 с.252 из [1], № 000-122 с.56 из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	4 1 1
18	Контрольная работа	Подготовка к контрольной работе: решить задачи № 000-135 из [22]	2
7 семестр 1-12	Раздел 3. Квантовая механика	72
1	Тема 3.1. Введение. Математический аппарат квантовой механики	Изучить гл.3, §8 с.70-121 из [6]. Записать связь математического аппарата квантовой механики с опытом и классической механики. Решить задачи с.62-67 из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 2 2
2,3	Тема 3.2. Особенности свойств микрообъектов	Изучить гл.5, §15,16 с.142-172 из [6]. Решить задачу о сложении моментов импульсов §15 с. 157 из[6]. Изучить гл.1, §1 с.6-15 из [6]. Решить задачи №2-6 с.68 из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	4 2 6
4	Тема 3.3 Состояния и наблюдаемые в квантовой механике	Конспект гл.1, §4 с.31-44 из [6]. Решить задачи №9-19 с.68 из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 2 2
5,6	Тема 3.4. Динамические уравнения и законы сохранения	Изучить гл.1, §3 с.25-31 из [6]. Записать вывод законов сохранения Решить задачи №30-35 с.69, «43, №44 с.70 из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	4 2 6
7,8	Тема 3.5. Одномерное движение	Изучить гл.2, с.46-67 из [6]. Записать анализ решения задачи о гармоническом осцилляторе. Решить задачи №75, №76 с. 73 №67-69 с.72 Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	4 2 6
9,10	Тема 3.6. Движение в центрально-симметричном поле	Изучить гл.4, с. 108-131 из [6]. Записать итог решения задачи об атоме водорода. Решить задачи 383-87 с.73 из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	4 2 6
11,12	Тема 3.7. Спин электрона, атомы во внешних полях. Системы тождественных частиц. Многоэлектронные атомы	Изучить гл., §11 с.131-138 из [6]. Изучить гл.6, §17,18 с.173-192 из [6]. Записать природу химических связей. Решить задачи № 000-108 с.75 из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	4 2 4
12	Контрольная работа	Подготовка к контрольной работе: решить задачи № 000-112 с 76 из [22]	2
8 семестр 1-12	Раздел 4. Статистическая физика и термодинамика. Физика атомного ядра и элементарных частиц	72
1	Тема 4.1. Введение. Основные положения статистической физики	Конспект гл.9 из [5] с. 217-238. Знать вывод распределения Максвелла §2 с. 12 из [5]. Решить задачи с.78-82 из [22]. Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 2 2
2	Тема 4.2. Статистическая термодинамика	Изучить гл.3 из [5] с. 57-84. Выписать следствия из третьего начала термодинамики §11 с.84 из [5]. Решить задачи №2, №из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 2 2
3	Тема 4.3. Равновесие фаз и фазовые переходы	Изучить гл.8 из [5] с. 192-213. Выписать основные понятия из § 31 , с 206-209 из [5]. Решить задачи №13-16 с.92 из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 2 2
4	Тема 4.4. Статистическое распределение системы в термостате	Изучить гл.5 из [5] с. 115-138. Конспект темы «Неидеальный газ» § 18 , с 121-124 из [5]. Решить задачи №10-12 с.92 из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 2 2
5	Тема 4.5. Распределение Гиббса. Основные применения распределения Гиббса	Изучить гл.4 из [5] с. 89-108 Конспект § 14,15, с 98-108 из [5] Решить задачи 319-21 с. 93 из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 2 2
6	Тема 4.6. Квантовые статистики идеального газа	Изучить гл.6 из [5] с. 143-167. Выписать уравнение состояния §21 с. 156 из [5]. Конспект темы «Уравнения состояния фотонного газа» § 24 , с 166 из [5] Решить задачи №26-29 с. 94 из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 2 2
7	Тема 4.7. Элементы теории флуктуаций	Изучить гл.7 из [5] с. 174-190. Выписать флуктуацию объема и плотности §26 с. 180 из [5]. Решить задачи № 000-158 с. 105 из [22] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 2 2
8	Тема 4.8. Основы теории неравновесных процессов	Изучить гл.9 из [5] с. 217-238. Выписать следствия из уравнения Больцмана §33 с. 224 из [4]. Конспект темы «Основные положения термодинамики» § 35 , с 234-238 из [4] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 2 2
9	Тема 4.9. Введение. Методы исследования в ядерной физике. Свойства атомных ядер	Изучить лекцию 8 с. 112-125 из [20] Конспект темы «Сильные взаимодействия. Адроны» с. 135-137 из [20] Решить задачи 6.3-6.7 с. 236 из [25] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 2 2
10	Тема 4.10. Ядерные силы и их основные свойства	Изучить лекцию 2 с. 23-32 из [20] Конспект темы «Основное и возбужденное состояние ядра» с.35 из [20] Решить задачи 6.15-6.18 с. 238 из [25] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта	2 2 2
11,12	Тема 4.11. Ядерные превращения. Элементарные частицы	Решить задачи 6.38-6.44 с. 240 из [25] Изучить лекцию 12 с.183-193 из [20] Подготовка к коллоквиуму Подготовка мини-проекта: Звездная эра. Ядерные реакции	4 2 4
12	Контрольная работа	Подготовка к контрольной работе: решить задачи 5.247-5.258 с. 230 из [25]	2

6.2.  Организация текущего контроля

Примерные вопросы к коллоквиуму

Классическая механика и СТО

Тема: Законы сохранения в механике

1.  Первые интегралы уравнения движения

2.  Замкнуты е механические системы

3.  Закон сохранения импульса замкнутой механической системы

4.  Центр масс механической системы

5.  Теорема о движении центра масс

6.  Закон сохранения механической энергии

Электродинамика

Тема. Уравнения Максвелла.

1. Закон Гаусса.

2. Уравнение непрерывности.

3.Ток смещения, закон полного тока.

4. Закон электромагнитной индукции. 4 уравнение Максвелла.

5. Система граничных условий для электромагнитного поля.

Тема. Электростатическое поле в вакууме.

1. Система уравнений Максвелла, свойства электро­статического поля.

2. Потенциал электростатического поля, уравнение Пуассона. Потенциал системы зарядов на большом расстоянии.

3. Проводники в электростатическом поле.

4. Силы, действующие на проводники в электростатическом поле, энергия проводников.

5. Поляризация диэлектриков.

6. Силы, действующие на диэлектрики в электростатическом поле.

7. Энергия электростатического поля. Теорема Ирншоу.

Тема. Электромагнитные волны. Общие свойства электромагнитного поля в веществе.

1. Волновые уравнения для векторов E и Н.

2. Решение волновых уравнений в виде плоских и сферических волн.

3. Электромагнитные волны, их характеристики и свойства.

4. Распространение электромагнитных волн в проводящей среде.

5. Поляризация электромагнитных волн, виды поляризаций электромагнитных волн.

6. Прохождение электромагнитной волной границы раздела двух сред. Законы Снеллиуса.

Квантовая механика

Тема. Динамические уравнения и законы сохранения.

1. Уравнение Шредингера. Принцип причинности в квантовой механике.

2. Вектор плотности потока вероятности. Уравнение непрерывности.

3. Дифференцирование операторов по времени. Квантовые скобки Пуассона.

4. Теоремы Эренфеста.

5. Законы сохранения в квантовой механике и их связь с симметрией пространства и времени.

Тема. Спин электрона, атомы и молекулы во внешних полях. Системы тождественных частиц

1. Магнитный момент орбитального движения электронов.

2. Спектры щелочных металлов. Спин элек­трона.

3. Принцип тождественности частиц.

4. Принцип Паули.

5. Таблица элементов Менделеева.

Примеры тестовых заданий

1. Стенка движется со скоростью V. Навстречу ей со скоростью u движется шарик. С какой скоростью отскочит шарик в результате абсолютно упругого столкновения со стенкой:
1.1. 2u + V 1.2. u + 2V 1.3. 2u + 2V 1.4. u + V

2. Человек переходит с одного конца лодки длины L на другой. На сколько сместится лодка относительно берега, если масса лодки равна массе человека:
2.1. L 2.2. L/2 2.3. L/3 2.4. L/4

3. Космический корабль движется со скоростью V. Скорость истечения газов относительно корабля  - u. Расход топлива - μ. Какова сила тяги двигателя? 
3.1. μ(u+V) 3.2. μ(u-V) 3.3. μu 3.4. μ(dV/dt)

4. Какое тело скатится с горки быстрее: полая сфера или шар.
4.1 Полая сфера 4.2 Шар 4.3. Одинаково 4.4. Зависит от толщины стенки сферы

5. Какое из утверждений ниже является ложным:
5.1. Гравитационное поле внутри полой сферы равно нулю.
5.2. Две сферы притягиваются друг к другу так, как если бы их массы были сосредоточены в центре сфер. 
5.3. Если внутри однородного шара имеется сферическая полость, центр которой не совпадает с центром шара, то гравитационное поле внутри такой полости будет однородным.
5.4. Напряжённость гравитационного поля внутри сплошного шара квадратично зависит от расстояния до его центра.

6. Какое из приведённых ниже уравнений вращательного движения тела записано неверно (M-момент силы, N-момент импульса, I-момент инерции, E-вращательная энергия): 
6.1. M = I(dω/dt) 6.2. dN/dt = M 6.3. N = Iω 6.4. M = I(d²ω/dt²) 6.5. E = Iω²/2

7. Каков момент инерции кольца массы m и радиуса R относительно оси, лежащей в плоскости кольца и проходящей через его диаметр:
7.1. mR² 7.2. 2mR² 7.3. mR²/2 7.4. mR²/4

 8. Куда покатится катушка, если потянуть за нитку, как показано на рисунке ниже:

8.1. Вправо 8.2. Влево 8.3. Будет вращаться на месте 8.4. Возникнут колебания.

9. Небольшое тело привязано к нитке, продетой через отверстие в гладком горизонтальном столе, как показано на рисунке ниже. Тело вращается со скоростью v на расстоянии r от отверстия и одновременно нитку медленно тянут вниз. Как зависит скорость тела v от радиуса r :

9.1. v ~ 1/r
9.2. v ~ 1/r2
9.3. v ~ r1/2
9.4. v не зависит от r

10. Небольшой лёгкий шарик упруго ударяется о массивный неподвижный шар и отскакивает под углом 90° к направлению своего первоначального движения. Под каким углом к направлению начального движения лёгкого шарика будет двигаться массивный шар, если трения между шарами в момент удара нет?
10.1. 0° 10.2. 90° 10.3. 45° 10.4. Тяжёлый шар не будет двигаться

11. Какое из приведённых ниже утверждений не является Законом Кеплера:
11.1. Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого расположено Солнце.
11.2. Ускорение каждой из планет обратно пропорционально её расстоянию до Солнца.
11.3. Радиус-вектор планеты в равные промежутки времени описывает равные площади.
11.4. Квадраты времён обращений планет относятся как кубы больших осей эллиптических орбит, по которым они движутся вокруг Солнца.